将数字转换为二进制并保留前导零

Question

将数字转换为二进制并保留前导零

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我在尝试使用Python中的bin()函数将整数转换为二进制。然而，它总是会删除前导零，而我实际上需要保留前导零，以便结果始终为8位：

示例：

bin(1) -> 0b1

# What I would like:
bin(1) -> 0b00000001

有没有一种方法可以做到这一点？

- Niels Sønderbæk

参见：Python int to binary?，特别是使用n位表示的我的答案。虽然不完全相同，但我在寻找我的答案时来到了这个问题... - Martin Thoma

11个回答

144

>>> '{:08b}'.format(1)
'00000001'

请参见：格式规范微语言

对于 Python 2.6 或更早版本，您不能省略冒号前的位置参数标识符，因此请使用：

>>> '{0:08b}'.format(1)
'00000001'

- bwbrowning

3

这里不需要使用 str.format()，直接使用 format() 即可。你漏掉了 0b 前缀。 - Martijn Pieters

2

@MartijnPieters，str.format比format()更灵活，因为它允许您同时处理多个变量。我总是忘记format函数的存在。不过，必须承认，在这种情况下，它完全足够了。 - Mark Ransom

1

@MarkRansom：没错，当你只使用 str.format() 并且只有一个 {} 元素时，没有其他文本，你不是在使用字符串模板，而是在格式化一个值。在这种情况下，只需使用 format()。 :-) - Martijn Pieters

这段代码不再适用： print("TCP: Option: Data: {:08b}".format(option_data)) TypeError: 未支持元组.__format__传递的格式化字符串 - wheeler

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我正在使用

bin(1)[2:].zfill(8)

将会打印

'00000001'

- rekinyz

11

当使用Python >= 3.6时，您可以使用f字符串与字符串格式化：

>>> var = 23
>>> f"{var:#010b}"
'0b00010111'

说明：

var：需要格式化的变量。
:：冒号后面是格式说明符。
#：使用替代格式（添加前缀0b）。
0：用零填充。
10：总长度为10（包括0b这两个字符）。
b：使用二进制表示数字。

- ruohola

1

不，它并不是最干净的，除非您对字符串进行更多操作而不仅仅是单个占位符。否则，format(var, "#010b") 可以更好地传达意图。然而，它是最快的选项。但是您已经知道了这一点，因为我在我的答案中已经涵盖了您发布的所有内容。 - Martijn Pieters

我同意@MartijnPieters的观点，如果您不需要将其作为较长字符串的一部分，则format更加简洁。 - ruohola

10

您可以使用字符串格式化迷你语言（感谢@Martijn Pieters的建议）思路：

def binary(num, length=8):
    return format(num, '#0{}b'.format(length + 2))

示例：

print(binary(1))

输出：

'0b00000001'

- Peter Varo

2

相同的格式化语言可以用于包含前缀。使用 #。还有 format()，它可以帮助您避免完整的字符串模板。 - Martijn Pieters

6

我喜欢使用Python的f-string格式化方式，尤其是当需要对参数进行格式化时：

>>> x = 5
>>> n = 8
>>> print(f"{x:0{n}b}")
00000101

这里我使用以下格式打印变量x：我希望它是左填充为0，长度为n，以b（二进制）格式呈现。查看之前的答案中的Format Specification Mini-Language以获取更多信息。

- Rustam A.

3

有时候你只需要一个简单的一行代码：

binary = ''.join(['{0:08b}'.format(ord(x)) for x in input])

Python 3

- Mark

2

请注意，[ ] 不是必需的 - join() 函数接受生成器表达式。''.join('{0:08b}'.format(ord(x)) for x in input) - Christoph Burschka

2

注意: 因为str.join()需要两次遍历，所以生成器输入在连接之前首先转换为列表。这对性能有一定的影响，因此在这里传入列表解析比传入生成器表达式更好。这是规则中的一个例外。 - Martijn Pieters

0

虽然有很多解决方案已经在这里和那里发布了，但最快的方法（如果你不需要前面的'0b'部分）是将f'{x:'b'}'与.zfill(n)组合起来进行填充。

即使你想要前导的'0b'，也可以通过使用以下代码添加：

'0b'+f'{i:b}'.zfill(n)

它仍然比使用f"{x:0{n}b}"方法更快且更易读。

在这里找到相关的基准测试代码和结果。

- Duh dender

-1

你可以使用类似这样的代码：

("{:0%db}"%length).format(num)

- Adam

2

请至少为您的代码片段使用代码块。如果您真的希望它成为一个好答案，那么还应该添加一些注释，说明这个解决方案是如何解决 OP 的问题的。 - β.εηοιτ.βε

你不需要使用不同的字符串格式化样式来添加变量宽度。只需添加另一个占位符："{:0{l}b}".format(num, l=length)。 - Martijn Pieters

-3

你可以使用 zfill：

print str(1).zfill(2) 
print str(10).zfill(2) 
print str(100).zfill(2)

输出：

01
10
100

我喜欢这个解决方案，因为它不仅在输出数字时有用，而且在需要将其分配给变量时也很有帮助...例如 - x = str(datetime.date.today().month).zfill(2) 将返回 '02' 作为二月份的月份。

- Anshul Garg

1

zfill存在的问题是它将二进制字符串视为字符串，并在二进制'b'指示符之前添加零...例如bin(14)
得到 '0b1110'
而
bin(14).zfill(8)
得到
'000b1110' 而不是 '0b00001110' 这就是所需的。 - Shaun

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可以查看英文原文，
原文链接

- Martijn Pieters · Accepted Answer

使用format()函数:

>>> format(14, '#010b')
'0b00001110'

format()函数简单地按照格式规范迷你语言格式化输入。 #使格式包括0b前缀，而010大小格式将输出格式化为10个字符宽度，使用0填充； 2个字符用于0b前缀，其余8个字符用于二进制数字。

这是最紧凑和直接的选项。

如果您要将结果放入较大的字符串中，请使用格式化字符串字面值（3.6+）或使用 str.format()并在占位符{:..}的冒号后放置format()函数的第二个参数:

>>> value = 14
>>> f'The produced output, in binary, is: {value:#010b}'
'The produced output, in binary, is: 0b00001110'
>>> 'The produced output, in binary, is: {:#010b}'.format(value)
'The produced output, in binary, is: 0b00001110'

事实上，即使只是格式化单个值（而不将结果放入较大的字符串中），使用格式化字符串字面量比使用format()更快：

>>> import timeit
>>> timeit.timeit("f_(v, '#010b')", "v = 14; f_ = format")  # use a local for performance
0.40298633499332936
>>> timeit.timeit("f'{v:#010b}'", "v = 14")
0.2850222919951193

但是只有在需要在紧密循环中考虑性能时，我才会使用它，因为format(...)更能传达意图。

如果您不想要0b前缀，只需省略#并调整字段的长度：

>>> format(14, '08b')
'00001110'